JPH0512811Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

(1) 考案の技術分野 本考案は、ボタン電話装置における電源回路の
負荷故障時の該回路の保護ならびに、故障表示に
関するものである。 (2) 技術の背景 近年ボタン電話装置に、集積回路素子が使用さ
れ始め、その電源回路に安定化電源回路を使用し
ている。前記集積回路素子（以下ICという。）
は、ラツチアツプ現象により、短絡破損する場合
が多い。そのために経済的な手段によりICの短
絡破損を防ぐことが可能な電源保護回路が要望さ
れている。 (3) 従来技術と問題点 従来の負荷故障時の電源保護回路として、ヒユ
ーズを入れたり、抵抗を入れたり、又は過電流制
限回路を設けたりしている。ICのラツチアツプ
による破損は外観的に表われないため、その破損
素子を見つけるのは難しい。その為、保護にヒユ
ーズを使用した場合、一旦、障害発生となつたと
き、その障害箇所を見つけるためには数多くのヒ
ユーズが、自復性がないため必要である。又抵抗
等で保護する場合は、その電源回路の負荷に流れ
る電流（以下、負荷電流）が大きいと、前記抵抗
値を大きくとれないため、ICがラツチアツプし
て短絡状態となつたとき、前記抵抗における消費
電力が、非常に大きな値となり、高価で、形状の
大きなものが必要である。 過電流制限回路を設けた場合は、安定化電源回
路の半導体素子の消費電力が、大きくなり、放熱
板等が必要となる。又プリント板に搭載しようと
するとこれらが問題となる。 第１図ａ，ｂは、従来の電源回路及び電源保護
回路の例である。第１図ａ，ｂ、第２図におい
て、ZD１は、安定化の為の定電圧素子、TR１は
トランジスタ、Ｒ１は定電圧素子のツエナー電流
であると共にTR１のベース電流の制限用抵抗で
ある。１はICを含んだ負荷である。第１図ａの
２は、ヒユーズ又は抵抗等の保護用素子である。
第１図ｂのTR２とＲ２は、過電流制限用のトラ
ンジスタと抵抗である。Ｒ３は単なるマイナス極
の入力端子（−）と出力端子（−）との電位差
によるトランジスタTR１のコレクタ損失を吸収
するための抵抗である。第１図ａにおいては、次
の回路で動作して電源回路の安定化を行なつてい
る。

【表】 いま負荷のICが、ラツチアツプ等により破損
する場合は、短絡またはそれに近い状態となるた
め、保護素子２に、短絡電流が流れることにな
る。 保護素子にヒユーズを使用すると、自復性がな
いため、外観上、異常があらわれず、障害ICを
みつけるのに大変であり、直される迄数多くのヒ
ユーズが必要となり、高価なものとなる。 保護素子に抵抗を使用すると、負荷電流が大き
い場合抵抗値が小さくなり、とくにマイナス極の
入力端子（−）の電位が安定化されていなくて変
動する場合、小さな値となり、その抵抗で短絡障
害時電源を保護しようとすると、その抵抗におけ
る消費電力が極めて大きな値となり、使用できる
抵抗素子の形状が大きなものとなり、又そこにお
ける発熱量が大きく、かえつて発熱による他の素
子への影響が問題となる。 第１図ｂにおいて、実質的には次の回路で動作
している。平常時（負荷に短絡等の異常がなく、
安定化電源回路が正常に動作する場合）は、

【表】 で動作している。過電流制限回路トランジスタ
TR２は、平常時動作しないように抵抗Ｒ２を、
選定することにより、カツトオフしている。 また、障害発生時（負荷の短絡等の異常により
過電流が発生する場合）は、

【表】 となり、トランジスタTR１のコレクタ電流が制
限される。過電流制限回路で、過電流を制限して
いるが、トランジスタTR１には、ある程度の電
流が流れ、又電源電圧が大部分印加されるため、
トランジスタTR１における消費電力は極めて大
きな値となり、放熱板をつけるなどの対策が必要
となる。すなわち、トランジスタTR１は、損失
容量の大きなもので、放熱板に搭載することが必
要となり、価格が高価で、外観形状が大きなもの
となり、さらに抵抗Ｒ２によつて、安定化効率が
悪くなりノイズ源になりやすく発熱による影響が
問題となる。 以上のように、従来は電源保護回路にヒユー
ズ、抵抗或いは過電流制限回路等を用いて、保護
しようとすると、障害発生時の障害個所を発見す
る為に数多くのヒユーズが必要となつたり、保護
抵抗に、消費電力容量の極めて大きなものが必要
であつたり、安定化電源回路のトランジスタは損
失容量の大きなもので放熱板が必要である。即ち
価格的に高くなつたり、外観形状が大きくなつた
り発熱が激しく、他の素子への影響があつたりし
て信頼性、安定性の面からも、問題点を有してい
た。 (4) 考案の目的 本考案は、これらの問題点を解決するため、平
常時には、安定化電源回路に短絡時の保護抵抗を
入れず、ICがラツチアツプ等で、短絡障害を発
生したときのみ、保護用に抵抗を入れて電流制限
して、電源回路の素子の発熱、破損を防ぎ、同時
に可視表示する回路を付加することで、障害調査
を容易にしうる電源保護回路を提供することを目
的とする。 (5) 考案の構成 そしてこの目的は、以下に示す本考案に基づく
電源保護回路により達成される。 すなわち、第１の定電圧素子ZD１のカソード
を正極の入力端子＋と正極の出力端子＋とに接
続し、該第１の定電圧素子のアノードを第１のト
ランジスタTR１のベースに接続し、該第１のト
ランジスタTR１のコレクタは負荷吸収抵抗Ｒ５
を介して負極の入力端子−に、エミツタは負極の
出力端子−に接続し、且つ該ベースは第１の抵
抗Ｒ１と該負荷吸収抵抗Ｒ５とを介して該入力端
子−に接続して成り、該正極の出力端子＋及び
負極の出力端子−に接続される負荷１にかかる
安定化した負荷電圧を供給する安定化電源回路に
おいて、該第１の定電圧素子ZD１のカソードに
エミツタを接続され該負荷電圧が所定値より減少
することによりカツトオフする第２のトランジス
タTR２を設け、該第２のトランジスタのベース
を、第２の抵抗Ｒ２および第２の定電圧素子ZD
２を介して該第１の定電圧素子ZD１のアノード
に接続した過電流検出回路と、該第２のトランジ
スタとともにカツトオフする第３のトランジスタ
TR３を設け、該トランジスタのベースを第４の
抵抗Ｒ４を介して該第２のトランジスタTR２の
コレクタに接続し、コレクタを該第１のトランジ
スタのコレクタに接続し、エミツタを前記負荷吸
収抵抗Ｒ５を介して負極の入力端子−に接続して
成るバイパス回路と、該第３のトランジスタのカ
ツトオフにより点灯する可視表示素子LEDと、
該過電流を抑制する第３の抵抗Ｒ３とを該第３の
トランジスタTR３のコレクタ及びエミツタ間に
接続した保護表示回路とを有することを特徴とす
る電源保護回路である。 (6) 考案の実施例 以下本考案の実施例を図面によつて詳述する。
第２図は、本考案による電源保護回路の一実施例
を示す。記号説明は前記の通りである。第２図に
おいて、TR２，Ｒ２，ZD２は、平常時は動作し
ていて、負荷の障害時のみカツトオフして障害を
検出するトランジスタ、抵抗、定電圧素子であ
る。Ｒ４は抵抗、TR３はトランジスタであり、
平常時動作している。Ｒ３は負荷障害時の異常電
流を制限するための高抵抗で、LEDは障害時に
点灯する可視表示素子で、Ｒ３，LEDともに平
常時はトランジスタTR３にて短絡されている。
Ｒ５は第１図ｂと同様に単なるトランジスタTR
１のコレクタ損失を吸収するための抵抗である。 以下に、回路の接続関係を詳細に説明する。 定電圧素子ZD１のカソードにプラス極の入力
端子＋およびプラス極の出力端子＋が接続され
ている。ZD１のアノードにはトランジスタTR１
のベースが接続されており、トランジスタTR１
のコレクタがマイナス極の入力端子−に接続され
ている。そして、トランジスタTR１のエミツタ
がマイナス極の出力端子−に接続されるととも
に、トランジスタTR１のコレクタ及びベース間
に抵抗Ｒ１が接続されている。以上の構成によ
り、安定化電源回路が形成されている。 また、上記した安定化電源回路のプラス極の出
力端子＋とマイナス極の出力端子−とには、
負荷１が接続されている。 ここで、負荷１の一部部品が短絡障害（ラツチ
アツプ等）を起こすことにより生じる過大電流か
ら安定化電源回路を保護する電源保護回路が、以
下のような構成により形成されている。 定電圧素子ZD１のカソードにトランジスタTR
２のエミツタが接続されており、トランジスタ
TR２のベースに抵抗Ｒ２の一方が接続されてい
る。Ｒ２の他方は定電圧素子ZD２のカソードに
接続されており、ZD２のアノードはトランジス
タTR１のベースに接続されている。 トランジスタTR１のコレクタに可視表示素子
LEDのアノードが接続されており、可視表示素
子LEDのカソードが抵抗Ｒ３の一方に接続され
ている。Ｒ３の他方にはトランジスタTR３のエ
ミツタが接続されており、可視表示素子LEDの
アノードにトランジスタTR３のコレクタが接続
され、同TR３のベースが抵抗Ｒ４を通してトラ
ンジスタTR２のコレクタに接続されている。ま
た、マイナス極の入力端子−にトランジスタTR
３のエミツタが抵抗Ｒ５を通して接続されてい
る。 そして、トランジスタTR１のエミツタがマイ
ナス極の出力端子−に接続されている。抵抗Ｒ
１がトランジスタTR１のベースに接続されてお
り、他方がトランジスタTR３のエミツタに接続
して成る回路である。 次に動作について説明する。出力端子＋，−
に接続されている負荷１に異常のない平常時
は、次の回路で動作し、安定な電圧を負荷１に供
給している。

【表】 抵抗Ｒ３および可視表示素子LEDにおいて、
トランジスタTR３が動作中はエミツタ−コレク
タ間で短絡（バイパス）されているため、ほとん
ど電流は流れず、可視表示素子LEDは、滅火し
ている。 いま負荷１のICが、ラツチアツプにより短絡
障害を発生した場合、マイナス極の入力端子
（−）及びマイナス極の出力端子−間の電圧が
一定のしきい値を下回り、定電圧素子ZD１がカ
ツトオフし、同時ZD２がカツトオフすることに
より、トランジスタTR２がカツトオフし、トラ
ンジスタTR３がカツトオフする。トランジスタ
TR３が、カツトオフすることにより、トランジ
スタTR１のコレクタからの電流が、抵抗Ｒ３、
可視表示素子LEDに流れる。短絡障害の異常電
流は抵抗Ｒ３の抵抗で、抑えられ、同時に可視表
示素子LEDが点灯する。抵抗Ｒ３は抵抗値の大
きい抵抗で電流を小さく抑えることが出来るた
め、安定化電源回路および負荷１は発熱すること
なく、保護される。又可視表示素子LEDが点灯
することにより、装置に異常が発生したことを表
示し、その障害個所の発見の為の部分的に負荷の
切離し、特に可視表示素子が滅火するかどうか
を、見ることで障害個所の発見を容易にすること
ができ有効である。 (7) 考案の効果 以上説明したように、本考案によれば、自復性
のないヒユーズ、および、消費電力容量の大きな
抵抗、過電流制限回路の為の放熱板付の電力容量
の大きなトランジスタ等を使用することなく、小
容量の一般的な回路素子で、異常を検出すると、
即、短絡回路に抵抗値の大きい抵抗を入れること
で異常電流を小さく抑え、同時に可視表示素子
で、異常を表示する。短絡電流を小さく抑えるこ
とで、安定化電源回路及び負荷が発熱することな
く保護し、信頼性、安全性の面からも有益であ
る。更に、異常を可視表示することで早期発見が
でき、外観、形状的にも小さくなり、プリント基
板に搭載することも容易となり、経済的にも安価
で、その効果は極めて有効なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは、従来の電源保護回路を示す回
路図、第２図は本考案による電源保護回路の一実
施例を示す回路図である。 ZD１，ZD２……定電圧素子、TR１，TR２，
TR３……トランジスタ、１……負荷、LED……
可視表示素子、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５…
…抵抗。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 第１の定電圧素子ZD１のカソードを正極の入
   力端子（＋）と正極の出力端子（＋）とに接続
   し、該第１の定電圧素子のアノードを第１のトラ
   ンジスタTR１のベースに接続し、該第１のトラ
   ンジスタTR１のコレクタは負荷吸収抵抗Ｒ５を
   介して負極の入力端子（−）に、エミツタは負極
   の出力端子（−）に接続し、且つ該ベースは第
   １の抵抗Ｒ１と該負荷吸収抵抗Ｒ５とを介して該
   入力端子（−）に接続して成り、該正極の出力端
   子（＋）及び負極の出力端子（−）に接続さ
   れる負荷１にかかる安定化した負荷電圧を供給す
   る安定化電源回路において、 該第１の定電圧素子ZD１のカソードにエミツ
   タを接続され該負荷電圧が所定値より減少するこ
   とによりカツトオフする第２のトランジスタTR
   ２を設け、該第２のトランジスタのベースを、第
   ２の抵抗Ｒ２および第２の定電圧素子ZD２を介
   して該第１の定電圧素子ZD１のアノードに接続
   した過電流検出回路と、 該第２のトランジスタとともにカツトオフする
   第３のトランジスタTR３を設け、該トランジス
   タのベースを第４の抵抗Ｒ４を介して該第２のト
   ランジスタTR２のコレクタに接続し、コレクタ
   を該第１のトランジスタのコレクタに接続し、エ
   ミツタを前記負荷吸収抵抗Ｒ５を介して負極の入
   力端子（−）に接続して成るバイパス回路と、 該第３のトランジスタのカツトオフにより点灯
   する可視表示素子LEDと、該過電流を抑制する
   第３の抵抗Ｒ３とを該第３のトランジスタTR３
   のコレクタ及びエミツタ間に接続した保護表示回
   路とを有することを特徴とする電源保護回路。